廠礦鐵路道口安全綜合監(jiān)督系統(tǒng)探討

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摘要：圍繞鐵路道口安全的3個維度詳細(xì)設(shè)計技術(shù)方案，探討如何解決道口安全隱患。通過加強(qiáng)系統(tǒng)、設(shè)備間、機(jī)車與道口的信息互動協(xié)調(diào)和綜合聯(lián)動，發(fā)揮整體效能，實(shí)現(xiàn)對道口的綜合安全監(jiān)督。

關(guān)鍵詞：安全綜合監(jiān)督；車地協(xié)同監(jiān)督；全自動控制；自動報警；電警違章抓拍

1概述

廠礦企業(yè)內(nèi)部鐵路周圍環(huán)境復(fù)雜，受到廠房布局、線路走向、空間等限制。廠區(qū)內(nèi)部存在多個鐵路道口，鐵路與公路頻繁相交，各類運(yùn)輸車輛運(yùn)行繁忙，行人隨機(jī)流動加上頻繁的機(jī)車調(diào)車作業(yè)，造成道口安全管理形勢嚴(yán)峻，安全隱患事故頻發(fā)。廠內(nèi)分布著有人值守道口和無人值守道口，大部分都是無人值守道口，由于缺失道口安全警示設(shè)備，行人和車輛穿越道口存在隨意性，機(jī)車運(yùn)行又受到轉(zhuǎn)彎半徑、建筑物遮擋等視野盲區(qū)的影響，容易與過道口的機(jī)車和行人發(fā)生碰撞。即便是安裝了警示設(shè)備的道口，也常常發(fā)生因行人、車輛硬闖過道口造成的安全事故。鐵路道口存在多種安全隱患，為減少事故發(fā)生，需要研究廠礦企業(yè)道口安全的綜合監(jiān)督系統(tǒng)，讓交通參與者提前收到安全警示，尤其是讓機(jī)車司機(jī)感知道口環(huán)境的安全狀況，避免危險發(fā)生。

2系統(tǒng)設(shè)計

隨著各工礦企業(yè)管理水平、經(jīng)營理念、安全意識的提高，對鐵路道口逐漸進(jìn)行無人化值守、遠(yuǎn)程集中監(jiān)控的改造，甚至進(jìn)行了全自動無人道口實(shí)踐。目前鐵路道口的安全主要依靠對道口安全設(shè)備的信息采集，如采用感應(yīng)式磁鋼、計軸或軌道電路來判斷是否有列車接近或離去道口，用紅外對射、視頻監(jiān)控、地感線圈等判斷有無行人或車輛闖入道口區(qū)域。通過道口報警器警示有列車接近和通過道口區(qū)域，通過道口語音進(jìn)行提醒，但是道口的安全狀態(tài)卻無法第一時間告知機(jī)車司機(jī)，甚至在道口遮斷信號機(jī)開放的情況下都無法確保安全通過道口。所以，即便是不斷加強(qiáng)地面道口報警也無法避免事故發(fā)生，必須采用地面和機(jī)車聯(lián)合監(jiān)督，增加司機(jī)對道口安全的及時參與，才能有效保障道口的安全。通過增強(qiáng)地面道口安全監(jiān)督設(shè)備、機(jī)車無線視頻監(jiān)視以及道口狀態(tài)自動安全警示等技術(shù)手段來規(guī)范行人車輛過道口的行為，使其安全有序通過道口，并對道口安全進(jìn)行綜合監(jiān)督。系統(tǒng)由道口安全設(shè)備、無線網(wǎng)絡(luò)、機(jī)車車載設(shè)備、道口控制中心、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、語音對講廣播系統(tǒng)組成，如圖1所示。道口安全設(shè)備有道口警報機(jī)、欄木機(jī)、道口音響報警設(shè)備、軌道傳感器、道口控制箱、紅外對射等，如圖2所示；無線網(wǎng)絡(luò)采用3G/4G/Wi-Fi等無線制式，滿足車地通信視頻承載需求；機(jī)車車載設(shè)備包括車載終端、GPS設(shè)備、無線接入設(shè)備以及人機(jī)顯示設(shè)備；道口控制中心通過組態(tài)畫面監(jiān)視道口、遠(yuǎn)程控制欄木的抬升、下降及道口對講廣播等，實(shí)現(xiàn)對道口的遠(yuǎn)程集控；視頻監(jiān)控系統(tǒng)包括道口抓拍設(shè)備、視頻監(jiān)控及存儲設(shè)備；語音對講廣播系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)中心對現(xiàn)場的語音廣播、現(xiàn)場拾音、自動警示廣播等。聯(lián)鎖系統(tǒng)提供輔助的列車接近離去的檢測手段，區(qū)段狀態(tài)以干接點(diǎn)方式提供給道口控制器。道口控制器通過磁鋼、計軸等采集列車接近、到達(dá)以及離開道口信息，并采用如圖3所示的時序進(jìn)行道口控制。位于道口控制柜內(nèi)的PLC設(shè)備采集欄木機(jī)狀態(tài)、道口報警器狀態(tài)、道口入侵狀態(tài)、遮斷信號機(jī)開放狀態(tài)，并將這些設(shè)備狀態(tài)通過無線網(wǎng)絡(luò)對外進(jìn)行廣播。機(jī)車結(jié)合車載GPS定位、手柄位置，綜合得出當(dāng)前列車的行進(jìn)方向及位置，主動接收前方道口的狀態(tài)報文，連接道口視頻，并顯示在車載人機(jī)界面上。聲光方式提醒司機(jī)道口狀態(tài)，也可切換道口視頻。視頻系統(tǒng)設(shè)定的虛擬電子圍欄檢測到人員、車輛入侵道口區(qū)域時，將進(jìn)行抓拍，道口廣播進(jìn)行提醒。該場景視頻及道口報警第一時間切換至即將通過道口的機(jī)車車載顯示屏上，聲光語音提醒司機(jī)注意安全。

3功能設(shè)計

3.1道口全自動控制

當(dāng)列車從任意方向接近道口時，啟動道口警報機(jī)閃紅燈，道口音響報警器發(fā)出鐘聲和語音交替的報警聲。啟動警報機(jī)若干時間（預(yù)設(shè)10?s，可調(diào)）后，欄木機(jī)自動落桿。列車離去后自動升桿，停止報警。如圖4所示，A、B、D、E為CYL型電磁傳感器，C、F為計軸傳感器。這些傳感器把道口劃分為I、II、III三個區(qū)域。I、III區(qū)域為接近區(qū)域，II為到達(dá)區(qū)域。A、B和D、E兩組傳感器是為了識別列車行進(jìn)方向，判別列車是否反向運(yùn)行。當(dāng)列車壓過A再過B、或過D再過E傳感器時，開始報警。當(dāng)列車過道口后，最后一個輪子壓住C或F傳感器時，停止報警。該報警及停止報警信號由內(nèi)部邏輯電路完成，并把該信號通過干接點(diǎn)方式提供給道口視頻抓拍系統(tǒng)的交通信號檢測器。傳感器安裝位置根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況進(jìn)行安裝。

3.2遠(yuǎn)程道口集中監(jiān)視、控制

道口報警及欄木機(jī)工作狀態(tài)通過PLC采集數(shù)據(jù)用電腦圖形顯示及聲音報警的方式，在控制中心通過組態(tài)對現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控和設(shè)備狀態(tài)仿真，以及道口現(xiàn)場拾音及遠(yuǎn)程對講，利用光纖網(wǎng)絡(luò)傳輸信號。遠(yuǎn)程集控與全自動控制可以通過配置進(jìn)行模式切換。

3.3道口電警違章抓拍系統(tǒng)

每個道口安裝電警系統(tǒng)（采用虛擬范圍智能識別模式，即電子圍欄），與道口報警系統(tǒng)聯(lián)動。對道口警報機(jī)亮紅燈時越線的違規(guī)人員抓拍以及違規(guī)車輛進(jìn)行車牌抓拍識別（可設(shè)定延時控制），抓拍車輛違章過程的3張圖片，圖片清晰顯示停車線位置、違法車輛的車牌號碼、車牌顏色、車身顏色、違法時間、地點(diǎn)和行駛方向等信息。電警違章抓拍系統(tǒng)如圖5所示。當(dāng)列車臨近道口時，道口控制箱控制道口警報機(jī)聲響，同時給交通信號檢測器一個抓拍開始信號，期間當(dāng)有車輛違法時，電警抓拍攝像機(jī)就會抓拍違法車輛的車牌，并上傳到控制中心平臺管理服務(wù)器上。攝像頭安裝高度不小于6?m，考慮道口設(shè)備及列車過道口時的遮擋，采用抓拍汽車尾部車牌的方式。抓拍裝置一般安裝在警戒線10～18?m位置，以不越過道口警報機(jī)為限。攝像頭安裝位置為道路正中間。3～4?m為單個抓拍攝像頭的監(jiān)控區(qū)域，大于4?m則需安裝2個抓拍攝像頭。存儲方式為全部道口集中到控制中心存儲，錄像存儲7天，抓拍圖像存儲30天。

3.4道口自動報警防護(hù)

道口任意方向的列車接近道口時立即啟動報警；列車到達(dá)并且最后輪對完全離開道口后，報警自動取消。系統(tǒng)設(shè)備能識別列車運(yùn)行方向，當(dāng)正常運(yùn)行列車反方向離開道口、或正常運(yùn)行列車反方向通過接近報警點(diǎn)時，不誤啟動報警。控制系統(tǒng)具有自動判別功能：當(dāng)列車接近啟動報警后，較長時間停在接近報警點(diǎn)時，設(shè)備報警一段時間后能自動復(fù)原停止報警；當(dāng)列車重新啟動并往接近道口方向運(yùn)行時，重新啟動報警以確保道口安全。因故障原因誤啟動報警時，報警一定時間無來車時，報警設(shè)備自動復(fù)原停止報警。

3.5車地協(xié)同監(jiān)督

每臺接近道口的列車都能自動連接前方道口視頻以及道口狀態(tài)，任何安全報警狀態(tài)如欄桿未到位、道口車輛人員違規(guī)闖入、道口未關(guān)閉、道口警報未啟動、遮斷信號機(jī)亮紅燈等都將第一時間被傳輸?shù)杰囕d終端進(jìn)行報警顯示，以聲光、語音方式警示司機(jī)關(guān)注前方道口安全，及時采取安全措施。道口狀態(tài)監(jiān)督如圖6所示。

4總結(jié)

由于鐵路道口都為平交道口，為確保行人、車輛、機(jī)車通行安全，降低安全隱患，提高機(jī)車運(yùn)行效率，除了要安裝各種自動化報警設(shè)備對道口進(jìn)行監(jiān)督、控制外，還需要加強(qiáng)系統(tǒng)、設(shè)備以及機(jī)車與道口的信息互動協(xié)調(diào)、綜合聯(lián)動，發(fā)揮整體效能，實(shí)現(xiàn)對道口的綜合安全監(jiān)督。為避免無人看守道口的交通事故發(fā)生，確保行車和車輛的安全通行，通過電警違章抓拍系統(tǒng)、道口自動報警、全自動道口控制道口關(guān)閉和開放等技術(shù)手段規(guī)范人員、車輛安全有序過道口；通過增加安全監(jiān)測設(shè)備實(shí)現(xiàn)對道口的安全感知；通過車地協(xié)同監(jiān)督，將道口安全狀態(tài)、視頻、安全評價及時告知司機(jī)，增加司機(jī)對道口安全主動參與。通過3個維度設(shè)計，探討和實(shí)現(xiàn)對道口的“人防”“物防”“技防”。

作者:林衛(wèi)永 金云 楊建華 王保磊 王方強(qiáng) 單位:通號萬全信號設(shè)備有限公司